论文WIFI温湿度采集设计，该文是关于温湿度相关论文怎么写与温湿度和WIFI和采集相关学年毕业论文范文.
方群霞 黄忠仕 百色职业学院
【摘 要】 温度、湿度作为环境的重要参数,在智能控制中有极其重要的作用.本文以单片机 STC15W4K56S 为主控器,设计了一款采集环境温度和湿度值的系统.本系统能将采集值通过 OLED 显示屏显示,并通过 ESP8266WIFI 模块将值送给上位机.本系统采用 WIFI 传送数据,增加采集点将不受布线的限制,能非常方便的扩展为多点采集,分布式采集.
【关键词】 温度 湿度 单片机 WIFI OLED
一、引言
温度和湿度作为环境的重要参数,关系到了工业、农业、气象、医疗以及日常生活等方方面面.在农业上,动植物只有在适宜的温度和湿度下,才能成长的更快,我们才能获取更大的效益.在仓储中,也需要实时知道温湿度的具体变化,才能使物品在其适宜的的环境下储存, 保证物品存放更完好.工业上芯片的封装、设备的养护、工厂的装配环境都离不开温湿度的测量.由此看来,做好温湿度的监控工作是至关重要的.怎样才能做好温湿度的监控工作呢？温度和湿度的采集便成了智能控制中不可缺少的一个环节.只有准确、实时的采集环境温度和湿度参数,才能给后端的执行设备提供控制依据.本文设计了一款 WIFI 温湿度采集器,可显示采集温度和湿度,并能将采集的参数传送给上位机.
二、系统工作原理
本系统中,以单片机 STC15W4K56S 做为主控制器.主控器单片机以 1S 为采集周期,向传感器 DHT11 发出启动信号,DHT11 启动后采集环境的温度和湿度值,并将采集到的参数通过串行的方式传送给单片机,单片机将温度和湿度值首先传送给 OLED 显示屏显示,再将其通过 WiFi 控制器esp8266 通过串口传送到上位机.本系统的结构如图 1 所示.
三、系统硬件设计
本系统的硬件电路图如图 2 所示.
1. 主控制器.本系统采用单片机 STC15W4K56S 做为主控制器.STC15W4K56S 是宏晶科技生产的一款 1T 单片机,它不需要外部晶振和外部复位即可工作.本系统中该单片机采用片内时钟,时钟频率选择 11.0592MHz.
2. 传感器.由于要采集温度及湿度,本系统中传感器选择了 DHT11.DHT11 数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器. 它应用专用的数字模性.他具有超小的体积、极低的功耗,采用单线制串行接口.
3. 显示模块.OLED 显示技术具有自发光、广视角、几乎无穷高的对比度、较低耗电、极高反应速度等优点.考虑到显示字符不多,且为了尽量降低系统功耗,本系统的选择了 0.96 寸的 OLED 液晶屏.用于显示采集的环境温度和湿度值.并显示连接 ESP8266 时的提示信息.
4.WIFI 模块.为了实现和上位机的通信,又不受布线的控制,实现随时增加温湿度采集点,本系统利用 ESP8266WIFI模块实现和上位机的无线通信. ESP8266专为移动设备、可穿戴电子产品和物联网应用而设计,通过多项专有技术实现了超低功耗, 能够保持稳定的性能, 能适应各种操作环境. .
三、系统软件设计
为了使结构清晰,本系统的软件设计才用模块化的方式进行.软件设计分成了主程序模块,DHT11 数据采集模块,显示模块,WiFi 传输模块,串口通信模块,延时模块.模块化的程序设计使得整个系统的程序可读性增强并且可移植性也增强.
1. 主程序流程图
2.DHTT11 模块.单片机发送大于等于 18ms 低电平的开始信号后 ,DHT11 等待开始信号结束后 ,DHT11 发出 80us 的低电平后拉高,表示响应信号 , 然后送出 40bit 的数据.高电平超过 30us 说明传输数据为 1,否则数据 0.
DHTT11 开始信号的发送程序如下：
DATA_PIN等于0;
delay_ms(20);
DATA_PIN等于1;
3.OLED 模块.本例通过软件模拟 SPI 通信模式对 OLED进行设置.本系统将 OLED 设置为页地址模式,显示前指定显示的页和开始的列.将 OLED 的显示内容规划如下：软件模拟 SPI 通信模式发送数据的程序如下：
for(i等于0; i<8; i++)
{LCD_SCL 等于 0;
temp 等于 dat&0x80;
if (temp 等于等于 0) LCD_SDA 等于 0;
else LCD_SDA 等于 1;
WIFI Tem&Hum
Tem等于 30 C
Hum等于 44 %
WIFI is connect ！
dat <<等于 1;
LCD_SCL 等于 1;}
4.ESP8266 模块.考虑到能扩展成多点测量,并向上位机传输数据.本系统将 ESP8266 设置为用户端模式.ESP8266 连接到监控电脑开放的热点.然后,连接到监控电脑作为服务器利用网络调试助手建立的 TCP 链路,如 IP 地址为 192.168.191.1,端口号为 5000.建立连接成功后,即可向监控电脑传输温度和湿度的值.单片机和 ESP8266 通过串口 2 进行通信,波特率为 115200bps.
四、总结
本系统通过硬件测试,采集数据准确,数据显示和传输正确.软件设计采用的模块化设计方法,值得推广.比如延时模块,显示模块等通用的模块除了本系统使用外,在其他的系统中如有使用,直接调用便可.这样可以大大节约软件部分的设计时间.本系统采用 WIFI 传送数据,增加采集点将不受布线的限制,能非常方便的扩展为多点采集,分布式采集.另外,本系统中电源模块在测试环境下是直接使用USB 接口的 5V 供电,如考虑到便携可使用锂电池,纽扣电池等供电方式.
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参考文献：
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